高考化學(xué)三十個(gè)復(fù)習(xí)專題專題25怎樣進(jìn)行化工生產(chǎn)流程解題突破

1、專題25.怎樣進(jìn)行化工工藝流程解題突破考試說(shuō)明中：能夠敏捷、準(zhǔn)確地獲取試題所給的相關(guān)信息，并與已有知識(shí)整合，在分析評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上應(yīng)用新信息的能力。能將與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問(wèn)題分解，綜合運(yùn)用相關(guān)知識(shí)和科學(xué)方法，解決生產(chǎn)、生活實(shí)際和科學(xué)研究中的簡(jiǎn)單化學(xué)問(wèn)題的能力。高考試卷中：化工生產(chǎn)技術(shù)的“工藝流程題”已成為江蘇每年高考的新亮點(diǎn)和主流題型?；瘜W(xué)工藝流程題就是將化工生產(chǎn)中的主要生產(chǎn)階段即生產(chǎn)流程用框圖形式表示出來(lái)并根據(jù)生產(chǎn)流程中涉及的化學(xué)知識(shí)進(jìn)行巧妙設(shè)問(wèn)，與化工生產(chǎn)緊密聯(lián)系的試題。答題過(guò)程中：根據(jù)“化學(xué)工藝流程題”的特點(diǎn)，要準(zhǔn)確、順利地解題，除了要掌握高中化學(xué)必備的知識(shí)外，最關(guān)鍵的是要具備“化學(xué)工藝流程題

2、”的解題思路和掌握一些解題方法技巧。解題思路可以總結(jié)為以下幾句話：認(rèn)真閱讀，熟悉流程，加工信息，根據(jù)設(shè)問(wèn)，規(guī)范答題。一。能力展示1.鋇鹽行業(yè)生產(chǎn)中排出大量的鋇泥主要含有、等。某主要生產(chǎn)、的化工廠利用鋇泥制取，其部分工藝流程如下：（1）酸溶后溶液中，與的反應(yīng)化學(xué)方程式為。（2）酸溶時(shí)通?？刂品磻?yīng)溫度不超過(guò)70，且不使用濃硝酸，原因是、。（3）該廠結(jié)合本廠實(shí)際，選用的X為（填化學(xué)式）；中和使溶液中（填離子符號(hào)）的濃度減少（中和引起的溶液體積變化可忽略）。（4）上述流程中洗滌的目的是。2.從鋁土礦（主要成分是，含、MgO等雜質(zhì)）中提取兩種工藝品的流程如下：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）流程甲加入鹽酸后生成A

3、l3+的方程式為_(kāi).（2）流程乙加入燒堿后生成Si的離子方程式為_(kāi).（3）驗(yàn)證濾液B含，可取少量濾液并加入_（填試劑名稱）。（4）濾液E、K中溶質(zhì)的主要成份是_(填化學(xué)式)，寫(xiě)出該溶液的一種用途_（5）已知298K時(shí)，的容度積常數(shù)=5.6,取適量的濾液B,加入一定量的燒堿達(dá)到沉淀溶液平衡，測(cè)得PH=13.00，則此溫度下殘留在溶液中的=_.過(guò)程分析：1.本題主要考查的是無(wú)機(jī)化工流程的分析，此題為化工生產(chǎn)題型，主要考察了化合物性質(zhì)。（1）Ba(FeO2)2與HNO3反應(yīng)，生成對(duì)應(yīng)的硝酸鹽；（2）控制溫度，不用濃硝酸的目的是控制反應(yīng)速率，防止反應(yīng)速率過(guò)快；同時(shí)濃硝酸容易揮發(fā)分解；（3）通過(guò)產(chǎn)物，結(jié)

4、合溶液的酸堿性，選用的X為BaCO3，在I中有Fe3+、H+和Ba2+、NO3-等，加入BaCO3后，能使Fe3+和H+濃度降低；（4）在廢渣中有可溶性鋇鹽，有毒，因此，洗滌的目的是減少可溶性鋇鹽對(duì)環(huán)境的污染。答案： (1)Ba（FeO2）2+8HNO3=Ba（NO3）2+2Fe（NO3）3+4H2O (2)防止反應(yīng)速度過(guò)快 濃HNO3易揮發(fā)、分解 (3)BaCO3 Fe3+ H+ (4)減少?gòu)U渣中可溶性鋇鹽對(duì)環(huán)境的污染2.本題考查鋁土礦中氧化鋁提取的工藝流程。（1）與HCl反應(yīng)生成Al3，應(yīng)為鋁土礦中Al2O3。（2）SiO2可以溶于NaOH中生成Na2SiO3。（3）檢驗(yàn)Fe3的特征反應(yīng)很

5、多，如與KSCN顯血紅色，與苯酚顯紫色，與OH顯紅褐色沉淀等。（4）生成E、K時(shí)，CO2均是過(guò)量的，故應(yīng)生成NaHCO3。（5），=5.610-12/(0.1)2=5.610-10。答案：（1）Al2O3 + 6H2Al3 +3H2O。（2）SiO2 + 2OHSiO32 + H2O（3）硫氰化鉀（或硫氰酸鉀、苯酚溶液等合理答案：）（4）NaHCO3；制純堿或做發(fā)酵粉等合理答案：（5）5.610-10mol/L精要點(diǎn)評(píng)：1. 試題源于生產(chǎn)實(shí)際，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科特點(diǎn)，能培養(yǎng)中學(xué)生“學(xué)以致用”的學(xué)習(xí)觀；試題內(nèi)容豐富，涉及高中化學(xué)知識(shí)范圍廣，能考查學(xué)生的知識(shí)掌握情況及解決實(shí)際問(wèn)題的知識(shí)遷移能力；試題閱讀

6、量大、又輔以框圖等非文字形式，能考查學(xué)生的加工材料、提取信息的能力。2。要能成功應(yīng)對(duì)每一設(shè)問(wèn)必須經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程：提取信息儲(chǔ)存、加工信息問(wèn)題的分解新信息與已有知識(shí)、待解決問(wèn)題的整合組織化學(xué)術(shù)語(yǔ)進(jìn)行表達(dá)。二能力培養(yǎng)1.某工廠生產(chǎn)硼砂過(guò)程中產(chǎn)生的固體廢料，主要含有MgCO3、MgSiO3、 CaMg(CO3)2、Al2O3和Fe2O3等，回收其中鎂的工藝流程如下：沉淀物Fe（OH）3Al(OH)3Mg(OH)2PH3.25.212.4部分陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全深沉?xí)r溶液的pH由見(jiàn)上表，請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）“浸出”步驟中，為提高鎂的浸出率，可采取的措施有（要求寫(xiě)出兩條）。（2）濾渣I的主要成分有。

7、（3）從濾渣中可回收利用的主要物質(zhì)有。（4）Mg(ClO3)2在農(nóng)業(yè)上可用作脫葉劑、催熟劑，可采用復(fù)分解反應(yīng)制備： MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl已知四種化合物的溶解度（S）隨溫度（T）變化曲線如下圖所示：將反應(yīng)物按化學(xué)反應(yīng)方程式計(jì)量數(shù)比混合制備Mg(ClO3)2。簡(jiǎn)述可制備Mg(ClO3)2的原因：。按中條件進(jìn)行制備實(shí)驗(yàn)。在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過(guò)程中，常伴有NaCl析出，原因是：。除去產(chǎn)品中該雜質(zhì)的方法是：。分析：浸出步驟硫酸同固體廢料中主要成份反應(yīng)，從化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響因素來(lái)看，可通過(guò)升高溫度提高硫酸鎂的溶解度，或通過(guò)攪拌使反應(yīng)物充分接觸反應(yīng)

8、，或通過(guò)過(guò)濾后濾渣多次浸取以提高轉(zhuǎn)化率。硫酸浸出液經(jīng)過(guò)濾，濾液中主要溶質(zhì)是MgSO4、Al2(SO4)3和Fe2(SO4)3，根據(jù)陽(yáng)離子以氫氧化物形式完全沉淀時(shí)溶液的pH，在調(diào)節(jié)pH至5.5時(shí)，F(xiàn)e3和Al3已經(jīng)完全沉淀，濾渣I的主要成分是Fe(OH)3 Al(OH)3，此時(shí)濾液中陰離子主要是SO42,加入NaOH后Mg2完全沉淀，溶質(zhì)主要成分是Na2SO4;反應(yīng)MgCl2+2NaClO3=Mg(ClO3)2+2NaCl類似于侯德榜制堿法生成NaHCO3的原理，因?yàn)镹aCl溶解度小而從溶液中析出，使反應(yīng)向生成Mg(ClO3)2的方向進(jìn)行；同樣是依據(jù)的原理，在降溫的過(guò)程中，Mg(ClO3)2的溶

9、解度不斷減小，從溶液中析出，在生成Mg(ClO3)2的過(guò)程中NaCl也不斷生成，但因溶解度沒(méi)有增加，所以也伴隨Mg(ClO3)2析出；相同溫度時(shí)氯化鈉的溶解度最小，因此在冷卻降溫析出Mg(ClO3)2過(guò)程中一定會(huì)析出氯化鈉。由于氯酸鎂和氯化鈉均溶于水，溶于水的可溶性物質(zhì)一般用結(jié)晶和重結(jié)晶的方法分離。答案：（1）升高溫度、攪拌、過(guò)濾后再向?yàn)V渣中加入硫酸（多次浸取）（2）Fe(OH)3 Al(OH)3（3）Na2SO4（4）在某一時(shí)NaCl最先達(dá)到飽和析出；Mg(ClO3)2的溶解度隨溫度變化最大；NaCl 的溶解度與其他物質(zhì)的溶解度有一定的差別。降溫前溶液中NaCl以達(dá)飽和；降低過(guò)程中NaCl溶

10、解度會(huì)降低 ，會(huì)少量析出。重結(jié)晶。方法指導(dǎo)：1.工藝流程專題解題步驟：（1）瀏覽全題，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，解決“干什么”（ 關(guān)注箭頭號(hào)、注意框內(nèi)所指、提練信息）（2）明確各步的反應(yīng)原理和操作目的，解決“怎么做”（ 讀懂化工生產(chǎn)流程主線的含義、注重與實(shí)際相聯(lián)系、）（3）啟用儲(chǔ)備的知識(shí)解決問(wèn)題（元素化合物的性質(zhì)、反應(yīng)條件的控制方法、結(jié)晶的幾種方法、化工生產(chǎn)中的一些常用名詞、綠色化學(xué)的觀點(diǎn)）。2解決化學(xué)工藝流程題的方法總結(jié)為：讀正文，找信息，靈活運(yùn)用；看框內(nèi)，看框外，內(nèi)外結(jié)合；邊分析，邊思考，易處著手；先局部，后全盤(pán)逐步深入。三能力測(cè)評(píng)1.以氯化鉀和鈦白廠的副產(chǎn)品硫酸亞鐵為原料生產(chǎn)硫酸鉀、過(guò)二硫酸鈉和氧化

11、鐵紅顏料，原料的綜合利用率較高。其主要流程如下：（1）反應(yīng)I前需在溶液中加入 （填字母），以除去溶液中的。A.鋅粉 B.鐵屑 C.KI溶液 D.（2）反應(yīng)需控制反應(yīng)溫度低于35，其目的是。（3）工業(yè)生產(chǎn)上常在反應(yīng)的過(guò)程中加入一定量的醇類溶劑，其目的是。（4）反應(yīng)常被用于電解生產(chǎn)(過(guò)二硫酸銨)。電解時(shí)均用惰性電極，陽(yáng)極發(fā)生地電極反應(yīng)可表示為。解題分析：1.（1）在溶液中除去溶液中的,最好選用鐵屑或鐵粉，比較簡(jiǎn)單。（2）如果溫度過(guò)高會(huì)導(dǎo)致NH4HCO3分解同樣也會(huì)加快Fe2的水解（溫度越高水解速率越快）這樣會(huì)使原料利用率降低。（3）由題目看出在III反應(yīng)中生成的K2SO4 為固體，而K2SO4在無(wú)

12、機(jī)溶劑中溶解度是比較大的，要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇類溶劑目的降低K2SO4 的溶解度。（4）根據(jù)陰陽(yáng)極反應(yīng)原理陽(yáng)極失電子發(fā)生氧化反應(yīng)，此題實(shí)質(zhì)是電解硫酸銨溶液，在根據(jù)反應(yīng)后的產(chǎn)物得出正確的答案。答案：（1）B（2）防止NH4HCO3分解（或減少Fe2的水解）（3）降低K2SO4 的溶解度，有利于K2SO4 析出。（4）2SO42- -2e2S2O82-防錯(cuò)機(jī)制：化工流程題考查的知識(shí)點(diǎn)多，非常靈活，對(duì)考生的審題、分析問(wèn)題、解決問(wèn)題、文字表達(dá)等方面的能力都要求非常高，不易得高分，這就要求我們?cè)谄綍r(shí)做這類習(xí)題時(shí)要善于歸納、總結(jié)，認(rèn)真審題，善于從題目或問(wèn)題中獲取信息來(lái)幫助自己解題

13、，同時(shí)在平時(shí)的學(xué)習(xí)中要熟記一些基本的實(shí)驗(yàn)操作，如沉淀的洗滌、沉淀是否完全的檢驗(yàn)方法、從溶液中得到晶體的方法等。四能力提升1.工業(yè)上用粗氧化銅（含雜質(zhì)FeO）為原料制取氯化銅晶體（CuCl22H2O）的生產(chǎn)流程如下：物質(zhì)Fe(OH)2Cu(OH)2Fe(OH)3完全沉淀時(shí)的pH9.66.434（1）寫(xiě)出向溶液A中加入NaClO的離子方程式。（2）沉淀C的化學(xué)式為。（3）實(shí)驗(yàn)室如何檢驗(yàn)沉淀E已洗滌干凈？。（4）低溫蒸發(fā)的目的是。（5）流程中兩次加入了CuO，而不是一次性向溶液B中加入過(guò)量的CuO，其理由是2.（CrO3）易溶于水、醇、硫酸和乙醚，不溶于丙酮。某工藝以鉻酸鈉為原料制備鉻酸酐的流程如下

14、：（1）在上述流程中可直接循環(huán)利用的物質(zhì)有：。（2）“苛化蒸氨”的化學(xué)方程式。（3）“熱過(guò)濾”的原因可能是：。（4）含有硫酸、CrO3的硅膠可用于檢測(cè)酒后駕車現(xiàn)象，其原理是：乙醇會(huì)被氧化生成乙醛，同時(shí)CrO3被還原為硫酸鉻Cr2(SO4)3，試寫(xiě)出反應(yīng)的化學(xué)方程式。3.鐵氧體可用于隱形飛機(jī)上吸收雷達(dá)波涂料。一種以廢舊鋅錳電池為原料制備錳鋅鐵氧體的主要流程如下：當(dāng)x=0.4，試用氧化物形式表示該鐵氧體組成。酸浸時(shí)，二氧化錳被還原的化學(xué)方程式為：?；钚澡F粉除汞時(shí)，鐵粉的作用是（選填：氧化劑、還原劑、吸附劑）。煮沸1h是為了使分解。同時(shí)加入MnSO4和鐵粉的目的是。4.活性ZnO在橡膠、塑料、涂料工

15、業(yè)中有重要應(yīng)用，一種由粗ZnO（含F(xiàn)eO、CuO）制備活性ZnO的流程如下（已知：堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒可制得活性ZnO）： 已知：幾種離子生成氫氧化物沉淀時(shí)的pH如下表：待沉淀離子Fe2Fe3Zn2Cu2開(kāi)始沉淀時(shí)pH6.341.486.25.2完全沉淀時(shí)pH9.73.28.06.4請(qǐng)問(wèn)答下列問(wèn)題： 步驟A加H2O2發(fā)生反應(yīng)的離子方程式是，該步驟需控制溶液pH的范圍是。 A溶液中主要含有的溶質(zhì)是。 堿式碳酸鋅經(jīng)焙燒制得活性ZnO的反應(yīng)H0，該反應(yīng)能自發(fā)進(jìn)行的原因是H（選填“=”、“”、“”）0。若經(jīng)處理后的廢水pH8，此時(shí)Zn2的濃度為mg/L（常溫下，KspZn(OH)21.210-17）。5.

16、KNO3是重要的化工產(chǎn)品，下面是一種已獲得專利的KNO3制備方法的主要步驟：攪拌反應(yīng)飽和(NH4)2SO4母液過(guò)濾蒸發(fā)濃縮冷卻結(jié)晶過(guò)濾反應(yīng)反應(yīng)反應(yīng)冷卻結(jié)晶過(guò)濾KClNH4HCO3CaCO3KNO3(s)濾液Ca(NO3)2溶液CO2HNO3溶液NH4ClCaSO4CO2（1）反應(yīng)中，CaSO4與NH4HCO3的物質(zhì)的量之比為12，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。（2）反應(yīng)需在干態(tài)、加熱的條件下進(jìn)行，加熱的目的是；從反應(yīng)所得混合物中分離出CaSO4的方法是趁熱過(guò)濾，趁熱過(guò)濾的目的是。（3）檢驗(yàn)反應(yīng)所得K2SO4中是否混有KCl的方法是：取少量K2SO4樣品溶解于水，。（4）整個(gè)流程中，可循環(huán)利用的物質(zhì)除(

17、NH4)2SO4外，還有（填化學(xué)式）。（5）將硝酸與濃KCl溶液混合，也可得到KNO3，同時(shí)生成等體積的氣體A和氣體B。B是三原子分子，B與O2反應(yīng)生成1體積氣體A和2體積紅棕色氣體C。B的分子式為。習(xí)題答案1.（1）2Fe2+ + ClO- + 2H+ 2Fe3+ + Cl+ H2O（2）Fe(OH)3（3）取最后一次洗滌液少量于試管中，加入AgNO3溶液，無(wú)白色沉淀生成，說(shuō)明已洗干凈（4）抑制Cu2+水解，防止晶體中結(jié)晶水失去（答出一點(diǎn)即可）（5）一次性加入過(guò)量的CuO將導(dǎo)致Fe3+和Cu2+同時(shí)生成沉淀2.（1）NH3（2）(NH4)2CrO4CaOCaCrO42NH3H2O（3）溫度較高時(shí)H2CrO4的溶解度較大，便于同微溶的硫酸鈣分離（4）3C2H5OH2CrO33H2SO43CH3CHOCr2(SO4)36H2O3.2MnO3ZnO5Fe2O3MnO2+H2O2+H2